Kinetik, eller hyppigheden af kemiske reaktioner, repræsenterer et af de mest komplekse emner, som gymnasiestudier og gymnasiestuder står overfor. Hastigheden for en kemisk reaktion beskriver, hvordan koncentrationer af produkter og reaktanter ændrer sig med tiden. Når en reaktion fortsætter, har frekvensen en tendens til at falde, fordi chancen for en kollision mellem reaktanter gradvis bliver mindre. Kemikere har derfor en tendens til at beskrive reaktioner ud fra deres "indledende" hastighed, der henviser til reaktionshastigheden i de første få sekunder eller minutter.
Generelt repræsenterer kemikere kemiske reaktioner i formen
aA + bB ---> cD + dD,
hvor A og B repræsenterer reaktanter, repræsenterer C og D produkter, og a, b, c og d repræsenterer deres respektive koefficienter i den afbalancerede kemiske ligning. Hastighedsligningen for denne reaktion er derefter
rate = (-1 ÷ a) d ÷ dt = (-1 ÷ b) d ÷ dt = (1 ÷ c) d ÷ dt = (1 ÷ d) d ÷ dt,
hvor firkantede parenteser angiver koncentrationen af reaktanten eller produktet; a, b, c og d repræsenterer koefficienterne fra de afbalancerede kemiske ligninger; og t repræsenterer tid.
Skriv en afbalanceret kemisk ligning til reaktionen, der undersøges. Overvej som et eksempel reaktionen af hydrogenperoxid, H2O2, nedbrydning til vand, H2O og ilt, O2:
H2O2 (2) ---> H2O (2) + O2.
En "afbalanceret" reaktion indeholder det samme antal af hver type atom på både venstre og højre side af pilen. I dette tilfælde indeholder begge sider fire hydrogenatomer og to oxygenatomer.
Konstruer rate ligningen baseret på ligningen givet i introduktionen. Fortsætter eksemplet fra trin 1:
rate = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 2) d ÷ dt = (1 ÷ 1) d ÷ dt.
Indsæt koncentrations- og tidsdataene i ligningen fra trin 2 baseret på den tilgængelige information i problemet eller opnået under et eksperiment. For eksempel, for den ovenfor beskrevne reaktion, antages, at følgende data blev opnået:
tid (er), (M) 0, 0,250 10, 0,226
Disse data indikerer, at koncentrationen af hydrogenperoxid efter 10 sekunder faldt fra 0,250 mol pr. Liter til 0,226 mol pr. Liter. Hastighedsligningen bliver derefter
hastighed = - (1 ÷ 2) d ÷ dt = - (1 ÷ 2) (0,226 - 0,250) ÷ 10 = 0,0012 M / s.
Denne værdi repræsenterer den indledende reaktionshastighed.